escuela tÉcnica superior de ingenieros de minas y...

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE MINAS Y ENERGÍA

PROYECTO FIN DE GRADO

TITULACIÓN: GRADO EN INGENIERÍA DE MINAS

INTENSIFICACIÓN: EXPLOTACIÓN DE MINAS

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA GEOLÓGICA Y MINERA

Análisis de costes de producción con implementación de equipos automatizados tomando como ejemplo

Mina Magdalena

CARLOS ANDRÉS HERNÁNDEZ FUENTEALBA FEBRERO 2018

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE MINAS Y ENERGÍA

Titulación: GRADO EN INGENIERÍA DE TECNOLOGÍA MINERA Intensificación: EXPLOTACIÓN DE MINAS

Análisis de costes de producción con implementación de equipos automatizados tomando como ejemplo

Mina Magdalena

Realizado por:

CARLOS ANDRÉS HERNÁNDEZ FUENTEALBA

Dirigido por:

RICARDO LAÍN HUERTA

Departamento de Ingeniería Geológica y Minera

AGRADECIMIENTOS

En el presente escrito agradezco a todas aquellas personas, familia, amigos y profesores que

han estado a mi lado durante esta etapa universitaria. Todo ello me ha enriquecido mucho a

nivel intelectual y a nivel personal.

También quiero agradecer en estas palabras a las personas de Epiroc y de MATSA que me

han ayudado en la realización de este proyecto.

I

ÍNDICE

Resumen ______________________________________________________________________ IX

Abstract_______________________________________________________________________ IX

DOCUMENTO 1: MEMORIA DESCRIPTIVA _______________________________________ 1

1. Introducción __________________________________________________________________ 1

2. Localización __________________________________________________________________ 3

3. Geología regional ______________________________________________________________ 5

4. Historia ______________________________________________________________________ 7

5. Método de prospección y exploración ______________________________________________ 9

6. Rehabilitación y mejora de infraestructuras _______________________________________ 11

7. Infraestructuras ______________________________________________________________ 11

7.1. Planta de pasta __________________________________________________________________12

7.2. Planta de tratamiento de agua ______________________________________________________12

7.3. Sistema de ventilación ____________________________________________________________12

7.4. Otras infraestructuras ____________________________________________________________12

8. Índice de accidentes ___________________________________________________________ 13

9. Automatización en labores mineras ______________________________________________ 15

9.1. Carga __________________________________________________________________________15

9.1.1. Caterpillar: CAT2900G _________________________________________________________15 9.1.2. Funcionamiento ______________________________________________________________________ 15

9.2. Perforación _____________________________________________________________________19

9.2.1. Atlas Copco: Simba M6-C _______________________________________________________19 9.2.2. Funcionamiento ______________________________________________________________________ 19 9.2.3. Operatividad _________________________________________________________________________ 20 9.2.4. Seguridad ___________________________________________________________________________ 21 9.2.5. Mantenimiento _______________________________________________________________________ 23 9.2.6. Ventajas en la operación _______________________________________________________________ 24

10. Ventas y desventajas de una automatización de procesos ____________________________ 25

11. Método Minero ______________________________________________________________ 27

11.1. Explotación de cámaras __________________________________________________________28

II

12. Datos de producción _________________________________________________________ 33

DOCUMENTO 2: ESTUDIO ECONÓMICO ________________________________________ 35

1. Datos iniciales _______________________________________________________________ 35

1.1. Fórmulas empleadas ______________________________________________________________35

1.2. Explicación. _____________________________________________________________________35

2. Cálculo de costes por tonelada __________________________________________________ 37

2.1. Fórmulas empleadas _____________________________________________________________38

2.2. Explicación _____________________________________________________________________39

3. Perforación__________________________________________________________________ 41

3.1. Sistema convencional _____________________________________________________________41

3.2. 1 Equipo automatizado ____________________________________________________________41

3.3. 2 Equipos automatizados __________________________________________________________42



3.6. Explicación _____________________________________________________________________44

4. Carga ______________________________________________________________________ 45

4.1. Sistema convencional _____________________________________________________________45

4.2. 1 Equipo automatizado ____________________________________________________________45




4.6. Explicación _____________________________________________________________________48

5. Comparación de escenarios _____________________________________________________ 49


5.2. Explicación _____________________________________________________________________51

6. Amortización de los Equipos ____________________________________________________ 53

6.1 Formulas empleadas. ______________________________________________________________54

6.2 Explicación ______________________________________________________________________54

7. Inversión, ingresos y beneficio __________________________________________________ 55

III

8. Payback ____________________________________________________________________ 59

9. VAN y TIR __________________________________________________________________ 61


9.2. Explicación _____________________________________________________________________62

10. Conclusión _________________________________________________________________ 63

Bibliografía ___________________________________________________________________ 69

V

ÍNDICE DE TABLAS


Tabla 1: Ventajas vs desventajas automatización _____________________________________ 25


Tabla 2: Costes de producción estimados ____________________________________________ 35

Tabla 3: Cálculos previos ________________________________________________________ 37

Tabla 4: Coste de perforación convencional estimado__________________________________ 41

Tabla 5: Coste de perforación de 1 equipo automatizado estimado _______________________ 41

Tabla 6: Coste de perforación de 2 equipos automatizados ______________________________ 42

Tabla 7: Coste de perforación de 3 equipos automatizados ______________________________ 42

Tabla 8: Coste de carga convencional estimado_______________________________________ 45

Tabla 9: Coste de carga de 1 equipo automatizado estimado ____________________________ 45

Tabla 10: Coste de carga de 2 equipos automatizados __________________________________ 46

Tabla 11: Coste de carga de 3 equipos automatizados __________________________________ 46

Tabla 12: Comparación de escenarios ______________________________________________ 49

Tabla 13: Características de la amortización de los equipos _____________________________ 53

Tabla 14: Inversiones en las instalaciones ___________________________________________ 53

Tabla 15: Amortización de los equipos ______________________________________________ 53

Tabla 16: Años de Explotación Inicial ______________________________________________ 55

Tabla 17: Años de Explotación Corregidos __________________________________________ 55

Tabla 18: Inversiones en Maquinaria en el tiempo ____________________________________ 56

Tabla 19: Beneficios de la Operación Minera ________________________________________ 56

Tabla 20: Flujo de Dinero Estimado _______________________________________________ 57

Tabla 21: Payback ______________________________________________________________ 59

Tabla 22: VAN y TIR ____________________________________________________________ 61

VII

ÍNDICE DE IMÁGENES


Imagen 1: Localización de MATSA en España ________________________________________ 3

Imagen 2: Proceso de formación de sulfuros masivos vulcanogénicos. _____________________ 5

Imagen 3: Boca Mina Magdalena __________________________________________________ 7

Imagen 4: Planta de tratamiento____________________________________________________ 8

Imagen 5: Resultados positivos sobre la identificación de anomalías. ______________________ 9

Imagen 6: Primera voladura de la rampa de investigación. _____________________________ 11

Imagen 7: Estructura, ventilación e infraestructura subterránea de Mina Magdalena _______ 13

Imagen 8: Equipo de carga CAT2900G _____________________________________________ 15

Imagen 9: Cabina de control del sistema de telecontrol remoto de las palas ________________ 16

Imagen 10: Cámara presente en la pala. ____________________________________________ 17

Imagen 11: Equipo de perforación Simba M6-C. _____________________________________ 19

Imagen 12: Esquema de la instalación en Sala de Control. _____________________________ 20

Imagen 13: Pantalla de Navegación ABC Total. ______________________________________ 21

Imagen 14: Sistema de barreras láser de seguridad. ___________________________________ 22

Imagen 15: Sistema de cámaras e iluminación. _______________________________________ 22

Imagen 16: Esquema de método de explotación ______________________________________ 27

Imagen 17: Esquema estándar de ocho cámaras, 4 primarias y 4 secundarias ______________ 28

Imagen 18: Accesos a cámara _____________________________________________________ 29

Imagen 19: Perforación de cuele de producción ______________________________________ 30

Imagen 20: Primera voladura de producción _________________________________________ 30

Imagen 21: Vista en planta de voladuras de producción ________________________________ 31

Imagen 22: Vista en alzado de voladuras de producción ________________________________ 31

Imagen 23: Cámaras primarias rellenadas y secundarias produciendo ____________________ 32

Imagen 24: Cambio de nivel a explotar _____________________________________________ 32

Imagen 25: Datos de producción __________________________________________________ 33

VIII


Imagen 26: Costes, ingresos y beneficio de la operación minera _________________________ 63

Imagen 27: Flujo de caja esperado para los años de producción estimado _________________ 64

Imagen 28: Beneficios totales tras la operación_______________________________________ 65

Imagen 29: Tiempo de vida de Mina________________________________________________ 66

Imagen 30: Porcentaje de tiempo en recuperar la inversión. ____________________________ 66

Imagen 31: Valor Actual Neto ____________________________________________________ 67

Imagen 32: Tasa Interna de Retorno _______________________________________________ 67

IX

Resumen

Se va a recopilar la información disponible relacionada a la primera mina de España con implemen-

tación de sistemas de automatización, Mina Magdalena. Es propiedad de MATSA y se encuentra

ubicada en la localidad de Almonaster la Real, provincia de Huelva, España.

Se va a realizar el estudio de la automatización alcanzada en Mina Magdalena, con la finalidad de

estimar unos costos de producción, variando los costes de la operación de perforación y carga. Para

el cálculo de estos costes se suponen los 4 casos siguientes:

- Un equipo de carga convencional y uno de perforación convencional.

- Un equipo de carga automatizada y uno de perforación automatizada.

- Dos equipos de carga automatizada y dos de perforación automatizada.

- Tres equipos de carga automatizada y tres equipos de perforación automatizados.

Suponiendo estos cuatro escenarios de los cuales, usando valores recopilados y estimados, se obtienen

unos indicadores económicos a fin de evaluar la viabilidad de los mismos.

Abstract Available information related to the first mine in Spain with the implementation of automation sys-

tems, Magdalena Mine, will be compiled. It is owned by MATSA and is located in the town of Al-

monaster la Real, province of Huelva, Spain.

The study of automation reached in Magdalena Mine will be carried out, with the purpose of estimat-

ing production costs, varying the costs of the drilling and loading operation. To calculate these costs,

the 4 following cases are assumed:

- A conventional loading equipment and a conventional drilling equipment.

- An automated loading equipment and an automated drilling machine.

- Two automated loading equipment and two automated drilling equipment.

- Three automated loading equipment and three automated drilling equipment.

Assuming these four scenarios and using collected and estimated values, economical indexes are

calculated to evaluate the viability of the 4 cases.

1

DOCUMENTO 1: MEMORIA DESCRIPTIVA

1. Introducción

La maquinaria ha sufrido grandes cambios desde finales del siglo XX a comienzos del siglo XXI. Tanto

la minería de interior como de exterior se adaptaron a las grandes demandas exigidas por el mercado,

por ello se desarrollaron máquinas de gran capacidad, eficiencia y productividad.

A medida que avanzamos por el siglo XXI se realizan estudios y avances tecnológicos para conseguir

una seguridad intrínseca en parte de las labores requeridas en minería. Esto se ha logrado gracias al

diseño de los equipos teniendo en cuenta la interacción máquina-hombre, y automatizando las operacio-

nes que implican mayor riesgo.

Todo ello ha producido que se desarrollen tecnologías que realicen las labores del frente de una manera

segura para el trabajador y para el entorno laboral. Esto ha sido gracias a la experiencia y al estudio que

han realizado las empresas para obtener equipos altamente cualificados para el desarrollo labor.

Los desarrollos tecnológicos han realizado avances los cuales logran una labor del frente de manera más

autónoma. Con lo que se consigue una mayor seguridad para los motores de la minería, los cuales al fin

y al cabo somos las personas. De esta manera se evita que los operadores se encuentren en las zonas de

mayor riesgo durante las labores mineras.

Los equipos se monitorizan para estudiar unos parámetros, diferentes en función del equipo del que se

trate. Se representan mediante una serie de indicadores, con ellos el operario puede conocer en todo

momento los próximos pasos a seguir para conseguir un funcionamiento óptimo del equipo. En la auto-

matización se puede realizar el manejo del equipo sin encontrarse dentro del mismo. Incluso, en función

del grado de automatización, puede llegar a gestionarse de manera autónoma. En los equipos que dispo-

nen de la tecnología más desarrollada, los equipos son capaces de desplazarse, situarse y realizar su

tarea.

Las máquinas no prescinden del humano. Las personas que operan en el nuevo concepto de minería del

siglo XXI deben de modificar la metodología de trabajo. En el proceso nivel de automatización más

desarrollado, se centraliza la gestión del sistema productivo en un entorno laboral seguro, la sala de

control. Desde este punto se controlan, en los casos más avanzados de automatización, las operaciones

de perforación de barrenos, arranque, carga, y transporte.

Dependiendo del nivel de automatización logrado, el contacto físico durante el desarrollo de la tarea

(perforación, carga, transporte o sostenimiento), entre máquina y hombre será menor cuanto mayor sea

la automatización. En los mayores avances de automatización, el conductor de cualquier equipo minero

está en una sala donde puede observar el funcionamiento de varios equipos mineros. Esto lo realiza

mediante la observación de indicadores, los cuales le permiten conocer el funcionamiento de la máquina.

2

El equipo de mantenimiento toma una gran importancia en este nuevo concepto, ya que los equipos

automatizados necesitan unos mantenimientos más exhaustivos para lograr el funcionamiento óptimo.

Por ello es muy importante seguir las recomendaciones del fabricante.

En España encontramos un ejemplo. Mina Magdalena, perteneciente a MATSA, implantó sistemas de

automatización en las labores de perforación y carga.

3

2. Localización

Mina Magdalena está localizada en el suroeste de la península ibérica a 80 km al norte de la provincia

de Huelva, en el término municipal de Almonaster la Real en la comarca del Andévalo, aproximada-

mente a 2 km al sureste del pueblo de Valdelamusa.

Imagen 1: Localización de MATSA en España

Mina Magdalena es propiedad de MATSA, compañía que también explota la mina de Sotiel y de Aguas

Teñidas. El último yacimiento descubierto, es Mina magdalena, que está situado a 5 km al este del centro

de las instalaciones de MATSA. Ambos lugares están comunicados por carretera.

La zona cuenta con un relieve accidentado, aunque es más llano si se compara con la sierra de Aracena

situada al Norte de la mina.

5

3. Geología regional

Mina Magdalena se encuentra en la Faja Pirítica, la mayor provincia metalogénica del mundo. Se trata

de un yacimiento vulcano-sedimentario o sulfuros masivos volcanogénicos. Estos sulfuros se caracteri-

zan por poseer gran tonelaje, una morfología masiva lenticular o estratiforme y un enorme interés eco-

nómico debido a los elementos que de ellos se extraen como Cu, Zn, Pb, Au, Mn, Ba…

Los sulfuros masivos vulcanogénicos se forman por aportes magmáticos que desembocan en cuencas

sedimentarias, con ambiente reductor, dando lugar a la precipitación de sulfuros metálicos. Las menas

que se obtienen de este proceso son pirita, calcopirita, esfalerita, galena etc. Estas menas pueden tener

también sulfosales asociadas y presencia de metales preciosos como el oro y la plata.

Imagen 2: Proceso de formación de sulfuros masivos vulcanogénicos.

Proceso de formación de los SMV. Modelo de formación con relación a fracturas oceánicas. 1 rocas

magmáticas: de la corteza oceánica (basalto)/ del manto superior (peridotita). 2 Rocas sedimentarias. 3

Canales de aporte: conducto volcánico/fracturas. 4 Metalizaciones de (Cu, Fe, Mn…): impregnación/re-

lleno filoniano. 5 emanaciones con aportes metálicos en medio acuoso/concentraciones vulcano-sedi-

mentaria. B.

6

La faja pirítica se encuentra en el SO de la península ibérica y cuenta con más de 1000 millones de

toneladas de recursos contando con más de 80 minas, entre las que se pueden destacar las minas de Río

Tinto, Tharsis, Cobre las Cruces, Neves Corvo, Aguas Teñidas, Sotiel y Mina Magdalena.

7

4. Historia

El yacimiento de Mina Magdalena fue encontrado por MATSA en mayo 2013, tras llevar desde 2011

realizando la campaña de exploración. Al tratarse de un yacimiento una calidad considerable hace que

su hallazgo sea de gran importancia para el futuro de la compañíaa.

La apertura de mina Magdalena ha supuesto un logro protagonizado por MATSA, ya que se trata de un

nuevo yacimiento de valor encontrado en España.

Imagen 3: Boca Mina Magdalena

Gracias la cercanía de Mina Magdalena a las instalaciones de MATSA, apenas 5 Km unidos por una

carretera para transportar el mineral, el yacimiento descubierto permite alargar la vida del proyecto en

más de 20 años. También ofrece la ventaja que gracias al descubrimiento de un yacimiento con una ley

alta, MATSA podría ver viable la extracción de yacimientos ya descubiertos de menor ley.

La planta de tratamiento era capaz de procesar 1,7 millones de toneladas al año, luego sufrió una am-

pliación a 2,2 millones de toneladas en 2011.

En 2013 acaban las obras de las instalaciones de superficie de Mina Magdalena.

Lugo gracias a la remodelada planta de tratamiento inaugurada en 2015 pudieron tratar 3,9 millones de

toneladas, y en 2016 pasaron a procesar entre 4,3 y 4,6 millones de toneladas al año.

8

Imagen 4: Planta de tratamiento

La planta tiene como productos finales concentrados de cobre, zinc y plomo, también hay presente pe-

queñas concentraciones de oro y plata.

MATSA tiene conciencia sobre la importancia de cuidar y proteger el medio en el que operan. Por ello

van a recuperar y restaurar la antigua escombrera. Su objetivo es conseguir una recuperación del área

paisajista, rehabilitando la zona para conseguir una integración óptima con el medio ambiental.

En 2015 se intercepta el lugar donde se explota la primera cámara en Mina Magdalena. El mineral se

carga mediante palas cargadoras de control remoto, pero con vista directa y transporte en camiones para

extraer el mineral hasta la planta de tratamiento en la superficie. Al próximo año, es decir 2016, se

implementó el control remoto de las palas, desde superficie, lo cual dota a las operaciones de una mayor

seguridad para el personal.

En 2017 se terminan de construir las infraestructuras exteriores para dar un servicio completo a Mina

Magdalena. En el mismo año se automatiza las labores de perforación.

9

5. Método de prospección y exploración

En 2011 se comienzan las labores de exploración, una superficie de 350 Km2. El muestreo se realiza

mediante una distribución de franjas, de norte sur, espaciadas por unos 100-200 m entre sí. A continua-

ción, se barrió el área usando sistemas de teledetección para encontrar zonas potenciales.

Los métodos empleados dependieron de las caráctersticas geológicas del entorno, siendo relevantes la

profundidad y el tipo de mineralización que se buscaba. En otras palabras, depende del lugar que se vaya

a estudiar y de la mineralización presente en la zona. Algunos son conocidos desde hace tiempo y otros

son muy novedosos. En aquel momento, en geofísica los más innovadores eran el VTEM, que es un

método electromagnético aerotransportado que ayudó a descubrir el yacimiento de Mina Magdalena;

también se ha utilizado SQUID TEM, método electromagnético de alta resolución que utiliza supercon-

ductores, capaz de lograr 1.000 metros de profundidad.

En la prospección geoquímica de suelos se utilizó Ionic Leach, capaz de encontrar iones metálicos que

hipotéticamente escaparían de un yacimiento oculto.

Imagen 5: Resultados positivos sobre la identificación de anomalías.

En 2012 se obtuvieron anomalías que indicaban la presencia de mineral por lo que se realizó una cam-

paña de sondeos, dando en 2013 el primer sondeo que obtuvo resultados positivos. Este sondeo cortó 30

m de mineral.

11

6. Rehabilitación y mejora de infraestructuras

En mayo de 2014 se comienza con la creación de la rampa de investigación. Se crea donde se encontraba

la antigua boca de mina Magdalena. Esta rampa de investigación pasará a ser la rampa de transporte, la

de extracción de mineral.

Imagen 6: Primera voladura de la rampa de investigación.

7. Infraestructuras

En Mina Magdalena existen dos rampas conectadas entre sí. Una de las rampas

se utiliza como acceso para el personal de servicio y maquinaria pesada y la otra se utiliza

para la extracción de mineral y estéril. Los beneficios de tener dos rampas de acceso

son principalmente en términos de seguridad, ya que de esta manera se dispone de dos rutas

en caso de evacuación y se evita el contacto de equipos de gran tamaño con los accesos y salida de los

empleados.

De una manera general la infraestructura disponible en Mina Magdalena se puede clasificar de la si-

guiente manera:

12

7.1. Planta de pasta

Mina Magdalena tiene una planta para la creación de pasta de cemento en sus instalaciones. Por el mé-

todo de extracción subterráneo que se realiza se necesita de disponer de pasta en situ para el relleno de

las cámaras ya explotadas. El relleno de cámaras permite un aprovechamiento casi total del yacimiento

y minimiza el impacto ambiental de estériles en superficie ya que la pasta se crea con ellos.

7.2. Planta de tratamiento de agua

El consumo de recursos naturales es medido y controlado por la compañía. La correcta gestión de la

cantidad y calidad de los recursos hídricos forma parte de la vigilancia y control medioambiental de la

empresa. Se centran en maximizar el uso del agua disponible, reutilizando el agua de interior de mina y

maximizando la eficiencia de su uso. Mina Magdalena dispone de una planta con capacidad de 100

m3/hora que trata el agua de interior de mina, así como de las aguas de contacto. Mediante el uso de esta

técnica se reduce el consumo de agua fresca en la operación minera.

7.3. Sistema de ventilación

Mina Magdalena posee un sistema de ventilación principal muy novedoso para la extracción de aire

viciado de interior de mina a través de ventiladores de gran potencia situados en el exterior de los pozos

de ventilación. El aire limpio entra por los dos pozos y recorre las zonas donde se realizan las labores.

El aire es extraído por la rampa de transporte. Paralelamente, existe otro sistema de ventilación secun-

daria que se encarga de forzar la ventilación a los puntos más alejados. De esta forma, se garantizan las

condiciones de salud y seguridad de los trabajadores en toda la mina.

7.4. Otras infraestructuras

Mina Magdalena cuenta con oficinas, vestuarios, nave taller, planta potabilizadora de agua y parking

propio.

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Imagen 7: Estructura, ventilación e infraestructura subterránea de Mina Magdalena

Siendo:

RPT: Rampa Para Transporte. Usada para la extracción de mineral y para el movimiento de equipos.

RS: Rampa Servicio. Usada para el transporte del personal y de servicios a la mina.

VRM: Sistema de Ventilación, con flechas que indican el movimiento del aire.

La rampa de transporte funciona como conducto de salida del aire caliente y viciado de la mina. Para

que se produzca la salida del aire de la mina se realiza la inyección de aire fresco mediante pozos en

puntos estratégicos a fin de mantener los niveles ambientales dentro de los límites de exposición laboral.

8. Índice de accidentes

El 25 de junio de 2015 la sección de noticias de www.prevencionintegral.com publica un escrito en el

que transmite información sobre los accidentes ocurridos en Mina Magdalena. Dando datos como índice

de gravedad e índices de frecuencia de 2011 hasta 2013 y nombres de empresas subcontratadas impli-

cadas.

En 2016 y 2017 la compañía optar por invertir en tecnología puntera, para obtener de esta manera la

seguridad necesaria para la realización de las labores de explotación.

15

9. Automatización en labores mineras

A efectos de conseguir una mayor seguridad en el proceso de extracción en Mina Magdalena, la compa-

ñía se decidió por invertir en equipos automatizados y de control remoto en las labores de perforación y

carga.

9.1. Carga

En 2016 se realizó la implementación de palas cargadoras, del modelo CAT2900G con control remoto

desde superficie. En una sala de control, donde el operador dispone de seguridad y confort. Actualmente

trabajan con este sistema.

9.1.1. Caterpillar: CAT2900G

El 9 de enero de 2016 MATSA implementa el uso de palas LHD, modelo CAT2900G de Caterpillar

para el desescombro de las cámaras.

9.1.2. Funcionamiento

En Mina Magdalena se utilizan tres palas cargadoras de bajo perfil CAT2900G, de 17 toneladas de

capacidad y volumen de 6,4 m3. Se utilizan para la carga y transporte del material volado de cámaras.

Cuentan con sistema de estabilización de carga en el acarreo, sistema de lubricación centralizado, sis-

tema de protección contra incendios y sistema de teleremoto de RCT (Real Control Time). Catterpillar

es una empresa líder mundial y mayor proveedor del mercado australiano en soluciones de automatiza-

ción en guía inteligente, tele-remotos y control a distancia para la industria minera.

Imagen 8: Equipo de carga CAT2900G

16

En mayo del 2016 se realizó la implementación del equipo RTC (Recievment Technical Compnents),

consistente en 2 cámaras, 3 láseres, un sistema de radio y antenas. Permitiendo así permiten al operador

manejar el equipo desde cualquier punto donde disponga de los aparatos necesarios.

Imagen 9: Cabina de control del sistema de telecontrol remoto de las palas

De esta forma, el trabajador nunca se acerca a la cámara ni queda expuesto a la proximidad del equipo,

con lo que se disminuye muy considerablemente el riesgo al que el trabajador está expuesto.

En una primera fase, la sala de control se colocó en el interior de la mina, en un culatón de cruce y de

fácil acceso a cámaras. Finalmente se dispuso de una sala de control en superficie. La formación de los

empleados en el manejo de las nuevas herramientas informáticas es vital para el sacar el máximo partido

a la nueva tecnología.

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Las mejoras que aporta esta tecnología son:

- Mejora la seguridad. Reduce el riesgo de accidente por exposición del trabajador al entorno de interior

de mina y a la del equipo mismo.

- Mejora el confort. El operador trabaja en una zona más ergonómica y mejor acondicionada.

- Mejora el rendimiento. En la fase de formación de los trabajadores, la operación es más lenta debido

a que las palas se limitaron a la primera velocidad, a fin de conseguir una familiarización del personal

con el nuevo control de los equipos. Una vez superado el tiempo de toma de contacto, se habilitó una

segunda marcha para conseguir mayor velocidad en la operación y con ello mayor productividad. El

control tele-remoto permite realizar los trabajos sin necesidad de subir y bajar de la pala continua-

mente al entrar y salir de la cámara (tele control con visión directa). También no es necesario realizar

un gran desplazamiento del trabajador para comenzar a operar el equipo al comienzo de su jornada

laboral.

Imagen 10: Cámara presente en la pala.

Según un artículo publicado en www.interempresas.net los trabajadores han acogido este sistema muy

positivamente porque las condiciones laborales han mejorado con el uso de esta tecnología.

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9.2. Perforación

En 2017 MATSA apuesta por Simba, equipo de perforación de Atlas Copco, el cual permite operar en

automático.

9.2.1. Atlas Copco: Simba M6-C

El 17 de febrero de 2017 MATSA apuesta por las nuevas tecnologías e implanta nuevos equipos de

perforación Atlas Copco, dotados de sistemas de control desde superficie, para obtener seguridad de sus

trabajadores en el proceso de perforación.

9.2.2. Funcionamiento

El equipo de perforación que MATSA ha adquirido para Mina Magdalena es un Simba M6-C de Atlas

Copco, equipado para operarse remotamente desde superficie. Tiene tecnología ABC Total y el sistema

Teleremote para el correcto funcionamiento manejado desde superficie.

Imagen 11: Equipo de perforación Simba M6-C.

Para el manejo del equipo se habilitó una sala de control en superficie, en las oficinas de mina. La sala

dispone de dos pantallas de video, una pantalla LCD de 50 pulgadas, dos puestos de mando, un servidor

de Atlas Copco ACMS (Atlas Copco Machine Server) y la unidad de control remoto, en la cual un solo

operador pode llegar a operar hasta 6 máquinas en perforación automática a la vez.

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Imagen 12: Esquema de la instalación en Sala de Control.

El Simba está equipado con dos cámaras estratégicamente colocadas en la parte externa y superior de la

cabina, a color, con zum digital 12x, con capacidad para grabar en 360 grados, con su codificador de

video, módulos de seguridad, conmutador para pasar la máquina de operación local a remota, un router

y 2 antenas, una de ellas direccional y la otra radial, con un alcance de unos 80-90m y unos 30-40m

respectivamente.

Para establecer la conexión entre la sala de control y el Simba, es necesaria una red wifi en el interior de

la mina conectados mediante fibra óptica.

A través de la fibra se establece comunicación entre el exterior (sala de control) y la zona donde se

encuentra el equipo perforando en el interior de mina. La transmisión de datos entre el equipo y la red

de fibra se realiza mediante un red wifi. En la red está hay cajas de conexión colocadas cada 90 m a lo

largo de todo el nivel, cuya función es suministrar energía y dirigir el tráfico de datos desde el interior

de mina hasta la superficie (sala de control).

El Simba necesita un ancho de banda mínimo de 10 Mb/s para que los datos que controlan el sistema de

seguridad y la calidad de la imagen recibida en la sala de control sean las adecuadas.

9.2.3. Operatividad

El software (ABC Total) que posee el Simba permite realizar un control geométrico y una ejecución

muy precisa de los barrenos de producción. El sistema permite al equipo la posibilidad de perforar de

manera autónoma, controlada mediante sensores, consiguiendo que la calidad de la perforación obtenida

(emboquilles, inclinación y buzamiento) coincida con el diseño inicial de los barrenos.

El diseño de la perforación se realiza en oficina mediante un software minero específico.

Es necesario situar al equipo manualmente en los ejes de referencia (techo y hastiales), antes de iniciar

la perforación en Teleremote. De ello se encarga el operador de interior de mina. Una vez posicionado

el equipo, el operador carga el plan de perforación y establece la secuencia de perforación de barrenos,

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en función de las características geométricas de la galería. Tras realizar estos pasos el Simba puede

trabajar automáticamente, siendo controlado desde la sala de control en exterior.

Imagen 13: Pantalla de Navegación ABC Total.

9.2.4. Seguridad

El sistema Teleremote es una gran herramienta que ayuda en términos de seguridad en la operación.

Gracias a este sistema se reduce el tiempo de exposición del personal presente en el interior de mina a

riesgos tales como posibles inestabilidades del terreno, reperforación de barrenos fallidos o la exposición

a atmósferas con concentración de gases y polvo.

El equipo cuenta con un sistema de seguridad automatizado que de forma constante chequea el estado

del equipo y el área de trabajo.

Está compuesto por barreras láser que detectan cualquier movimiento en la zona de perforación, para

detener automáticamente al equipo si notifica proximidad de personas.

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Imagen 14: Sistema de barreras láser de seguridad.

En caso de que el equipo pierda contacto con la sala de control, por problemas de señal, las bombas se

paran en 1 segundo, deteniendo así la perforación. Si no se restablece la conexión transcurridos 10 se-

gundos, la máquina se para por completo. Por otro lado, tanto la sala de control como el equipo poseen

sistemas de parada de emergencia, que pueden ser activados ante cualquier imprevisto.

Imagen 15: Sistema de cámaras e iluminación.

El Simba está equipado de un sistema automático contra incendios llamado ANSUL. Está compuesto de

dos hilos conductores de acero elástico independientes. Cuando la temperatura sobrepasa los 180°C se

funde el aislante exigente entre ambos conductores, realizando el contacto entre ellos, instantáneamente

se activa el sistema anti incendio. Además, el sistema puede ser activado manualmente.

23

9.2.5. Mantenimiento

La realización de un mantenimiento mecánico es imprescindible para el correcto funcionamiento del

Sistema Teleremote. Se han adaptado medidas operativas como ciclos de revisión de mantenimiento y

listas de comprobación del equipo tras cada ciclo de trabajo, es decir, cuando que el equipo termina de

perforar un abanico, este debe de ser desplazado a una nueva posición donde realizar el siguiente aba-

nico, en este momento se realiza la revisión mecánica rutinaria del equipo.

De esta manera se realiza un mantenimiento periódico y preventivo, adelantándose a las necesidades del

equipo para su óptimo funcionamiento. Para lograr el mejor funcionamiento MATSA dispone del apoyo

de personal técnico especializado en automatización de equipos de perforación de Atlas Copco.

Además del mantenimiento que se hace al equipo en los cambios de posición, el operador de superficie

supervisa en todo momento los elementos mecánicos del equipo durante la perforación mediante el dis-

play de control.

24

9.2.6. Ventajas en la operación

El método de explotación y el sistema Teleremote de la perforación aporta muchas ventajas:

• Desde un mismo puesto, en superficie, se operan dos Simbas de los que dispone Mina

Magdalena, con un mismo operador. Actualmente el sistema instalado en la sala de control permite

manejar con un mismo operador y un panel de control hasta un total de 3 equipos que estén operando de

forma remota simultáneamente.

• El sistema permite trabajar 24 h/día durante los 7 días de la semana, eliminando los tiem-

pos muertos correspondientes a los cambios de relevo (bajadas y subidas a mina del personal) y paradas

por ventilación de gases en zonas de trabajo. Contemplando estos dos aspectos la optimización de tiem-

pos por parte del sistema Teleremote alcanzaría las 1.000 horas más de perforación al año por equipo.

• La geometría de la perforación a 360º y el diseño de grandes cámaras hace que el Simba

sea muy productivo perforando muchos metros sin tener que cambiar de emplazamientos.

Los equipos recopilan y transmiten los parámetros de perforación registrados en el equipo durante la

operación. Estos son utilizados como herramienta para analizar las características geomecánicas del te-

rreno perforado o posibles desvíos en la perforación, de esta manera se tiene control sobre la voladura,

evitando pérdidas de mineral o daños de cámaras próximas. El sistema que recopila datos de información

de la perforación se llama MWD siglas en ingles de ‘Measurement While Drilling’, mediciones en con-

tinuo.

Gracias al nuevo sistema de perforación con Teleremote será posible incrementar la producción en un

15% sobre el método convencional, pero ante todo reforzará y aumentará la seguridad de Mina Magda-

lena porque su principal objetivo es que todos sus trabajadores vuelvan sanos y salvos a casa al final de

cada jornada.

25

10. Ventas y desventajas de una automatización de procesos

Según información ofrecida por las empresas, en forma de documentos publicitarios, la automatización

ofrece una serie de ventajas las cuales se documentan a continuación y ventajas que se concluyen tras el

estudio del tema. Cabe mencionar que las empresas coinciden en bastantes puntos a la hora de publicitar

su maquinaria.

Ventajas Desventajas

Seguridad intrínseca del puesto del trabajador Incremento de gastos iniciales

Mayor productividad Acondicionamiento de las instalaciones

Mayor eficiencia Incremento del mantenimiento (Preventivo)

Mayor grado de utilización Riesgo de sufrir caídas de la red de comunicaciones

Menos empleados en labores en el frente Formación del equipo

Disponibilidad de datos en la red Disponibilidad de datos en la red

Disponibilidad de mediciones en continuo

Mayor previsibilidad Modificación del método operacional desde el punto de vista de las labores del minero.

Disminución de gastos por tonelada Nuevas áreas que suplir como informática y redes

Control de los equipos a tiempo real

Posicionamiento a tiempo real

Disminución de pérdidas económicas, humanas y legales debido a accidentes.

Disminución de accidentes debido a errores humanos y por fatiga.

Reducción de los tiempos de cambio de turno

Reducción de desplazamiento de empleados hasta su puesto

Disminución de tiempos muertos

Mayor flexibilidad

Mayor confort para el operario

Mayor eficiencia en el proceso

Acceso del fabricante a los datos almacenados Acceso del fabricante a los datos almacenados

Tabla 1: Ventajas vs desventajas automatización

27

11. Método Minero

El método de explotación que se sigue en Mina Magdalena es ‘Long Hole Stopping' en cámaras prima-

rias y secundarias con relleno de pasta para conseguir el aprovechamiento de toda la mineralización. La

pasta se realiza con estériles de la planta de tratamiento, con lo que se consigue un menor impacto en

superficie.

En este método se abren grandes cámaras con alturas variables, de 50 metros de altura para cámaras

primarias y de unos 45 metros para las secundarias, de 50 metro de largo y 25 metros de ancho para

todas las cámaras tanto primarias como secundarias.

Imagen 16: Esquema de método de explotación

28

11.1. Explotación de cámaras

- Primero, se fija la dimensión de la cámara. Para el estudio tomaremos una dimensión de cámara de

50 m de altura, 25 m de ancho y 50 de largo para primarias y secundarias.

- Segundo, se determina el orden que se va a seguir en la explotación de las cámaras. En otras palabras,

se define cuáles van a ser cámaras primarias y cuales secundarias y el orden cronológico que se va a

seguir para explotarlas.

En la figura siguiente se muestra un esquema estándar de ocho cámaras, 4 primarias y 4 secundarias. La

perforación de las cámaras se realiza a tres distintos niveles:

Imagen 17: Esquema estándar de ocho cámaras, 4 primarias y 4 secundarias

- Nivel Inferior: En este nivel de base se perfora en realce y representa la base de la cámara. El objetivo

es tener mayor control la voladura en el arranque del material situado en las esquinas inferiores de la

cámara.

- Nivel Intermedio: Este nivel es el más productivo con perforación a 360º. En un mismo posiciona-

miento de equipo de perforación se realiza a banqueo y realce con taladros de 25 metros de longitud.

- Nivel Superior: Aquí se perfora únicamente en banqueo. Este nivel es el techo de la mineralización,

longitud de barrenos 25m. En este nivel se utiliza para el sostenimiento con cables del techo de la

cámara y como zona de relleno con pasta una vez finalizada la explotación.

1 1 2

Vistaenalzado Cámaras

Galerías de acceso

Galería principal

Vistaenplanta 1 1 2 2

2

NivelInferior

NivelIntermedio

Nivelsuperior

29

- Tercero, se realizan los accesos a la cámara desde el nivel inferior y desde el nivel intermedio, reali-

zando un correcto sostenimiento para evitas caídas de roca. Se ataca a la cámara desde el nivel inter-

medio, con barrenos de 25 metros de longitud y desde el inferior barrenos de 25 metros de longitud,

a fin de poder realizar 50 m de altura de cámara obteniendo desviaciones tolerables y que se proceda

a la correcta explotación de la cámara. Al final de la cámara se realiza una excavación forma en cruz

para comenzar las labores de extracción de mineral.

Imagen 18: Accesos a cámara

2 Vistaenplanta

Cámaras

Galerías de acceso

Galería principal 2

30

- Cuarto, se realiza una perforación en el centro de la cruz desde el nivel superior mediante una perfo-

radora. A continuación, se realiza el aumento del diámetro de perforación mediante un risebore, per-

foración ascendente realizado desde en nivel superior. Estas labores se realizan a fin de obtener un

cuele por donde se produzca la caída del mineral tras la pega.

Imagen 19: Perforación de cuele de producción

- Quinto, se perfora la forma de la cruz y se vuela para obtener la primera extracción de mineral.

Imagen 20: Primera voladura de producción

Cámaras

Cuele

Galerías de acceso

Galería principal

Vistaenplanta

2 2

Vista en

planta

Cámaras

Cuele y barrenos

Galerías de acceso

Galería principal

2 2

31

- Sexto, una vez realizado esto se realizan avances, representados por cada voladura de avance, desde

el fondo de la cámara hacia la boca de salida. Realizando la extracción de mineral por la cámara de

acceso por el nivel inferior mediante palas cargadoras.

Imagen 21: Vista en planta de voladuras de producción

Imagen 22: Vista en alzado de voladuras de producción

Vistaenplanta

2

Cámaras

Barrenos

Galerías de acceso

Galería principal

Parte extraída

Voladura de

avance

2

Vistaenalzado

deunacámara

Cámara

Galerías de acceso

Galería principal

Barrenos

Nivelsuperior

Nivelinferior,

desescombro

32

- Séptimo, una vez explotada la totalidad de las cámaras primarias se procede al llenado de la misma

con cemento bombeado, compuesto por estériles procedentes de la planta de tratamiento.

Imagen 23: Cámaras primarias rellenadas y secundarias produciendo

- Octavo, se continua con la explotación de las cámaras secundarias, realizando de nuevo los pasos

anteriormente descritos, desde el 3 al 7.

- Noveno, una vez que se ha realizado la extracción de un nivel se procede a la extracción del siguiente.

Esto se realiza de manera ascendente.

Imagen 24: Cambio de nivel a explotar

Cámaras

Galerías de acceso

Galería principal

Parte rellenada

Vistaenplanta 2 2

Cámaras

Galerías de acceso

Parte rellenada

1ª 1ª 2ª 2ª

Explotacióndenuevonivel

33

12. Datos de producción

A continuación, se lista una tabla de las producciones obtenidas por la compañía MATSA en los último

5 años, valores desde 2012 a 2016. Aquí se observa que, gracias a Mina Magdalena, MATSA ha logrado

extraer más de 4 millones de toneladas durante el año pasado, ya que es en 2015 cuando se intercepta el

punto donde comienza la primera cámara.

Imagen 25: Datos de producción

Cabe mencionar que en estos valores de producción obtenidos de la página oficial de MATSA, están

incluidos los valores de producción tanto de Mina Magdalena y de Mina de Aguas Teñidas.

35

DOCUMENTO2:ESTUDIOECONÓMICO1. Datos iniciales

Para el cálculo de los costes de producción se estiman los costes que no están asociados a las operaciones

de perforación y de carga. Se representan en la próxima tabla:

VALORES UNIDADES

SOSTENIMIENTO 0,09 €/t

PREPARACIÓN 0,13 €/t

GASTOS VOLADURA 0,02 €/t

TRANSPORTE 0,08 €/t

SERVICIOS AUXILIARES 0,02 €/t

IMPLEMENTOS Y HERRAMIENTAS 0,01 €/t

LIMPIEZA Y RELLENO 0,03 €/t

PLANTA TRATAMIENTO 0,02 €/t

TOTAL 0,4 €/t

Tabla 2: Costes de producción estimados

Siendo los valores en azul los valores estimados y los rojos valores finales.

1.1. Fórmulas empleadas

Costes Fijos = ∑Costo Tareas

1.2. Explicación.

Se realizada esta estimación para poder disponer de unos valores fijos de producción. Mediante la va-

riación de los costes de carga y perforación, se obtienen unos costes de operación finales. Diferentes

para cada caso estimado, dependiendo de los costes de carga y perforaciones, variables en función del

nivel de automatización.

37

2. Cálculo de costes por tonelada

Para el cálculo se suponen 4 escenarios, caracterizados por el grado de automatización de los equipos

de perforación y de carga.

Para el cálculo de los costes es necesario definir las características del mineral y de la cámara, a fin de

obtener unos valores que permitan estimar los costos de las dos operaciones en los 4 escenarios. Estos

valores se representan en la próxima tabla:

CÁMARA VALOR UNIDADES LONGITUD DE CÁMARA 50 m ALTURA DE LA CÁMARA 50 m ANCHURA DE CÁMARA 25 m AVANCE 1,5 m VOLUMEN CÁMARA 62500 m3

NÚMERO DE CÁMARAS 150

PESO ESPECÍFICO MINERAL 3,3 t/m3 RECUPERACIÓN MINERAL 0,95 % RECUPERACIÓN DE PLANTA 0,9 % LEY YACIMIENTO 2,7 g/t PRECIO POR KILOGRAMO DE CONCENTRADO 661,39 €/kg

KILOGRAMOS DE MINERAL EN 1 CAMARA 476,13 Kg

BENEFICIO POR TONELADA MINERAL 1,61 €

TURNOS POR DÍA 3 turnos/día JORNADA 40 h/semana 8 h/día

COSTO/TAREA AYUDANTE 15 €/h COSTO/TAREA MAESTRO 20 €/h NÚMERO DE SECCIONES EN 1 CÁMARA 33 Secciones

Nº TALADROS POR SECCIÓN 10 Taladros LONGITUD MEDIA DE PERFORACIÓN 25 m METROS PERFORADOS POR AVANCE 250 m METROS PERFORADOS POR CÁMARA 8333 m

TONELAJE POR CARGAR POR AVANCE 5878,125 t

TONELAJE POR CARGAR POR CÁMARA 195937,5 t

RATIO PERFORACIÓN 23,513 t/m-perf

Tabla 3: Cálculos previos

Siendo en azul los valores estimados y en naranja los cálculos intermedios.

38


a) 𝑉 = 𝐿 ⋅ 𝐸 ⋅ 𝐻

V = Volumen de la Cámara(𝑚+)

L = Longitud (m)

E = Ancho (m)

H = Altura (m)

b) 𝑆 = ./

𝑆 = Número de Secciones

L = Longitud de Cámara (m)

A = Avance (m)

c) 𝑀𝑃2 = 𝐿𝑀3 ⋅ 𝑁𝐵2

𝑀𝑃2 = Metros perforados por Sección (m)

𝐿𝑀3 = Logintud Media de Barrenos(m)

𝑁𝐵2 = Número de Barrenos por Sección

d) 𝑀𝑃6 = 𝑀𝑃2 ⋅ 𝑆

𝑀𝑃6 = Metros perforados por Cámara (m)

𝑀𝑃2 = Metros perforados por Sección (m)


e) 𝑇2 =892

𝑇2 = Toneladas por Sección (t)

𝑇6 = Toneladas por Cámara (t)


39

f) 𝑇6 = 𝑉 ⋅ 𝜌 ⋅ 𝑟<


V = Volumen de la Cámara(𝑚+)

𝜌 = Peso específico mineral(𝑡𝑚+)

𝑟< = Recuperación Mineral

g) 𝑅𝑃 = 89?@9

RP = Ratio de perforación ( A<

)


𝑀𝑃6 = Metros perforados por Cámara (m)

2.2. Explicación

Primero se calcula el volumen de la cámara, mediante la fórmula a), a fin de conocer las toneladas de la

cámara mediante la fórmula f).

Se calculan los metros perforados en total de la cámara, fórmula d), para finalmente obtener el ratio de

perforación, g).

Con las fórmulas e) y c) se obtienen metros perforados y toneladas presentes por sección de la cámara.

Siendo la sección calculada mediante la fórmula b).

41

3. Perforación

A continuación, se muestran las tablas en las que reúnen los valores utilizados para el cálculo de los

costes de producción en las labores de perforación. Para el estudio se utilizan 4 casos, el primero, con

equipo convencional, segundo, 1 equipo automatizado, tercero, 2 equipos automatizados y el cuarto, 3

equipos automatizados.

3.1. Sistema convencional

Tabla 4: Coste de perforación convencional estimado

3.2. 1 Equipo automatizado

VALOR UNIDADES

SIMBA I6C, VELOCIDAD DE PERFORACIÓN 12 m/h EFICIENCIA PERFORACIÓN 0,9 % DISPONIBILIDAD 0,80 %

GRADO DE UTILIZACIÓN 0,65 %

HORAS DE TRABAJO SIMBA POR AVANCE 23,15 h TIEMPO PERFORACIÓN 1 CÁMARA 771,60 h

NÚMERO DE AYUDANTES POR EQUIPO 1 Personas NÚMERO DE MAESTROS POR EQUIPO 1 Personas TOTAL DE TRABAJADORES 2 Personas HORAS EFECTIVAS POR TRABAJADOR AL DÍA 7,25 Hora/trabajador día GASTO POR HORAS EFECTIVAS DE PERSONAL 27.006,17 € GASTO POR HORAS MUERTAS DE PERSONAL 2.793,74 € COSTO HORARIO EQUIPO 100 €/h COSTO/TONELADA EXTRAIDA 0,55 €/t

Tabla 5: Coste de perforación de 1 equipo automatizado estimado

VALOR UNIDADES

SIMBA I6C, VELOCIDAD MEDIA DE PERFORACIÓN 12 m/h EFICIENCIA PERFORACIÓN 0,90 % DISPONIBILIDAD 0,80 %



NÚMERO DE MAESTROS POR EQUIPO 1 Personas NÚMERO DE AYUDANTES POR EQUIPO 1 Personas TOTAL DE TRABAJADORES 2 Personas HORAS EFECTIVAS POR TRABAJADOR AL DÍA 5 Hora/trabajador día GASTO POR HORAS EFECTIVAS DE PERSONAL 27.006,17 € GASTO POR HORAS MUERTAS DE PERSONAL 16.203,70 € COSTO HORARIO EQUIPO 84 €/h COSTO/TONELADA EXTRAIDA 0,55 €/t

42

3.3. 2 Equipos automatizados

VALOR UNIDADES




NÚMERO DE AYUDANTES POR EQUIPO 0,5 Personas NÚMERO DE MAESTROS POR EQUIPO 0,5 Personas TOTAL DE TRABAJADORES 1 Personas HORAS EFECTIVAS POR TRABAJDOR AL DÍA 7,25 h/trabajador día

GASTO POR HORAS EFECTIVAS DE PERSONAL 13503,09 € GASTO POR HORAS MUERTAS DE PERSONAL 1396,87 € COSTO HORARIO EQUIPO 100 €/h COSTO/TONELADA EXTRAIDA 0,47 €/t

Tabla 6: Coste de perforación de 2 equipos automatizados


VALOR UNIDADES




NÚMERO DE AYUDANTES POR EQUIPO 0,33 Personas NÚMERO DE MAESTROS POR EQUIPO 0,33 Personas TOTAL DE TRABAJADORES 0,67 Personas HORAS EFECTIVAS POR TRABAJDOR AL DÍA 7,25 h/trabajador día

GASTO POR HORAS EFECTIVAS DE PERSO-NAL

9002,06 €

GASTO POR HORAS MUERTAS DE PERSONAL 931,25 € COSTO HORARIO EQUIPO 100 €/h COSTO/TONELADA EXTRAIDA 0,44 €/t

Tabla 7: Coste de perforación de 3 equipos automatizados

Siendo los valores en azul los valores estimados, los valores en naranja valores intermedios y rojos

valores finales.

43

En el paso de convencional a automatizado, se observa una disminución muy considerable en el gasto

de las horas muertas del operario, ya que se reduce el desplazamiento del operario hasta su puesto.

En su conjunto no se observa ninguna disminución del tiempo de trabajo, debido a que en este apartado

se ha tenido en cuenta solo el tiempo en el que el equipo está operando.

Se observa que el costo por tonelada disminuye. Del primer al segundo caso no se reduce ya que, lo que

por un lado es ahorrado en los gastos de personal es gastado en el coste horario del equipo.

La razón de que se produzca una disminución de los costes en los siguientes casos es el hecho de que

una misma persona puede manejar hasta 3 equipos simultáneamente, esta es la razón de disminución de

coste por tonelada al aumentar el número de equipos automatizados.

El costo horario del equipo aumenta al automatizarse el equipo, debido a que este precisa de una tecno-

logía necesaria para desarrollar el trabajo a distancia.

Gracias a que los equipos automatizados pueden operar en ambientes con polvo el grado de utilización

en estos aumenta en un 30% respecto al convencional.


a) 𝑇𝑇@ =?@BC@⋅DE

𝑇𝑇@ = Tiempo de Trabajo por Sección(h)

𝑀𝑃2 = Metros Perforados por Sección(m)

𝑉𝑃 = Velocidad de Perforación(m/s)

𝑟F = rendimiento de perforación (%)

b) 𝑇𝑇6 = 𝑇𝑇@ ⋅ 𝑆

𝑇𝑇6 = Tiempo de Trabajo por Cámara(h)

𝑇𝑇@ = Tiempo de Trabajo por Sección(h)


c) 𝑇 = 𝑀 + 𝐴

𝑇 = Número de trabajadores

𝑀 = Maestros

𝐴 = Ayudantes

44

d) 𝐺𝐻J@6 = 𝑇𝑇6 ⋅ (𝑆𝑀 ⋅ 𝑀 + 𝑆𝐴 ⋅ 𝐴)

𝐺𝐻J@@ = Gasto Horas Efectivas Personal de Perforación(€)

𝑇𝑇6 = Tiempo de Trabajo por Cámara (h)

𝑆𝑀 = Salario de Maestros (€/h)

𝑀 = Maestros

𝑆𝐴 = Salario de Ayudantes (€/h)

𝐴 = Ayudantes

e) 𝐺𝐻?@6 =KLMN9LJE

⋅ (𝐻𝐽 − 𝐻𝐸F)

𝐺𝐻?@6 = Gasto por Horas Efectivas Personal de Perforación (€)

𝐺𝐻J@6 = Gasto Horas Efectivas Personal de Perforación (€)

𝐻𝐸F = Horas efectivas de trabajador por día (h)

𝐻𝐽 = Horas de un trabajador en una jornada (h)

f) 𝐶𝑇 = 𝐺𝐻?@ + 𝐺𝐻J@ +6LM⋅889

89

𝐶𝑇 = Costo por Tonelada (€/t)

𝐺𝐻?@@ = Gasto por Horas Efectivas Personal de Perforación (€)

𝐺𝐻J@@ = Gasto Horas Efectivas Personal de Perforación (€)

𝐶𝐻J = Costo Horario del Equipo (€/h)



3.6. Explicación

Mediante las fórmulas a) y b) se calcula el tiempo de trabajo en la cámara. Con c) se calcula el número

de trabajadores en la operación.

Las expresiones d) y e) sirven para calcular el gasto en operarios de equipos durante las operaciones,

haciendo una diferencia entre horas muertas, no producen, y horas efectivas, que producen en este

tiempo.

Por último, se usa la expresión f) para realizar la estimación de los costes de producción relacionado a

perforación.

45

4. Carga A continuación, se muestran las tablas en las que se reúnen los valores utilizados para el cálculo de los costes de

producción en las labores de carga. Para el estudio se utilizan 4 casos, el primero, con equipo convencional,

segundo, 1 equipo automatizado, tercero, 2 equipos automatizados y el cuarto, 3 equipos automatizados.

4.1. Sistema convencional VALOR UNIDADES RENDIMIENTO SCOOPTRAM 4YD3 MIN-ESPONJADO 1247,4 t/h EFICIENCIA CARGA 0,9 % DISPONIBILIDAD 0,80 % GRADO DE UTILIZACIÓN 0,45 % HORAS DE TRABAJO DE EQUIPO DE CARGA POR AVANCE 5,24 Horas TIEMPO DE CARGA DE 1 CÁMARA 174,53 h NÚMERO DE AYUDANTES POR EQUIPO 1 Personas NÚMERO DE MAESTROS POR EQUIPO 1 Personas TOTAL DE TRABAJADORES POR EQUIPO 2 Personas HORAS EFECTIVAS, 5 Horas GASTO POR HORAS EFECTIVAS DE PERSONAL 6.283,07 € GASTO POR HORAS MUERTAS DE PERSONAL 3.769,84 € COSTE HORARIO EQUIPO 40 €/h COSTE POR TONELADA MOVIDA 0,09 €/t

Tabla 8: Coste de carga convencional estimado

4.2. 1 Equipo automatizado

VALOR UNIDADES

RENDIMIENTO SCOOPTRAM 4YD3 MIN-ESPONJADO 1247,4 t/h

EFICIENCIA CARGA 0,9 %

DISPONIBILIDAD 0,80 % GRADO DE UTILIZACIÓN 0,65 %

HORAS DE TRABAJO DE EQUIPO DE CARGA POR AVANCE 5,24 h TIEMPO DE CARGA DE 1 CÁMARA 174,53 h

NÚMERO DE AYUDANTES POR EQUIPO 1 Personas

NÚMERO DE MAESTROS POR EQUIPO 1 Personas

TOTAL DE TRABAJADORES POR EQUIPO 2 Personas

HORAS EFECTIVAS, 7,25 h

GASTO POR HORAS EFECTIVAS DE PERSONAL 6.108,54 €

GASTO POR HORAS MUERTAS DE PERSONAL 631,92 €

COSTE HORARIO EQUIPO 65 €/h

COSTE POR TONELADA MOVIDA 0,09 €/t

Tabla 9: Coste de carga de 1 equipo automatizado estimado

46


VALOR UNIDADES

RENDIMIENTO SCOOPTRAM 4YD3 MIN-ESPONJADO 1247,4 t/h

EFICIENCIA CARGA 0,9 %

DISPONIBILIDAD 0,80 %


HORAS DE TRABAJO DE EQUIPO DE CARGA POR AVANCE 5,24 h

TIEMPO DE CARGA DE 1 CÁMARA 174,53 h NÚMERO DE AYUDANTES POR EQUIPO 0,5 Personas NÚMERO DE MAESTROS POR EQUIPO 0,5 Personas TOTAL DE TRABAJADORES POR EQUIPO 1 Personas HORAS EFECTIVAS, 7,25 h GASTO POR HORAS EFECTIVAS DE PERSONAL 3054,27 € GASTO POR HORAS MUERTAS DE PERSONAL 315,96 € COSTE HORARIO EQUIPO 65 €/h


Tabla 10: Coste de carga de 2 equipos automatizados


VALOR UNIDADES

RENDIMIENTO SCOOPTRAM 4YD3 MIN-ESPONJADO 1247,4 t/h EFICIENCIA CARGA 0,9 % DISPONIBILIDAD 0,80 %


HORAS DE TRABAJO DE EQUIPO DE CARGA POR AVANCE 5,24 Horas

TIEMPO DE CARGA DE 1 CÁMARA 174,530 h NÚMERO DE AYUDANTES POR EQUIPO 0,33 Personas NÚMERO DE MAESTROS POR EQUIPO 0,33 Personas TOTAL DE TRABAJADORES POR EQUIPO 0,67 Personas HORAS EFECTIVAS, 7,25 Horas GASTO POR HORAS EFECTIVAS DE PERSONAL 2036,18 € GASTO POR HORAS MUERTAS DE PERSONAL 210,64 € COSTE HORARIO EQUIPO 65 €/h


Tabla 11: Coste de carga de 3 equipos automatizados

Siendo los valores en azul los valores estimados, los valores naranja valores intermedios y rojos valores

finales.

47

Al igual que en la perforación, al automatizar los equipos de carga el coste asociado a la labor de carga

no ve modificado su valor debido a que lo que se ahora por un lado en el personal de operación es

gastado en el funcionamiento del equipo, coste horario.

De la misma manera, las horas que un empleado dedica a las labores en su jornada, horas efectivas, son

mayores con la automatización de equipos, ya que se disminuye el tiempo de desplazamiento hasta el

lugar de operación. Dando de esta manera una disminución de los costes por tonelada.

Al igual que ocurre con la perforación, al aumentar el número de equipos automatizados se produce la

disminución de costes de operación de carga. Cuando se produce el aumento del número de equipos

automatizados, disminuye las personas necesarias por equipo, ya que una misma persona puede manejar

hasta 3 equipos diferentes a la vez. Este hecho es el encargado de modificar los costes en el caso de 2

equipos automatizados y de 3 equipos automatizados.


a) 𝑇𝑇2 =8BDR⋅SR

𝑇𝑇2 = Tiempo de Trabajo por Sección(h)

𝑇2 = Toneladas por Sección(t)

𝑟T = Rendimiento de la Carga (t/h)

𝑒T = Eficiencia de la Carga (%)

b) 𝑇𝑇6 = 𝑇𝑇2 ⋅ 𝑆




c) 𝑇 = 𝑀 + 𝐴

𝑇 = Número de trabajadores

𝑀 = Maestros

𝐴 = Ayudantes

48

d) 𝐺𝐻J@6 = 𝑇𝑇6 ⋅ (𝑆𝑀 ⋅ 𝑀 + 𝑆𝐴 ⋅ 𝐴)

𝐺𝐻J@6 = Gasto Horas Efectivas Personal de Carga (€)

𝑇𝑇6 = Tiempo de Trabajo por Cámara (h)

𝑆𝑀 = Salario de Maestros (€/h)

𝑀 = Maestros

𝑆𝐴 = Salario de Ayudantes (€/h)

𝐴 = Ayudantes

e) 𝐺𝐻?@6 =KLMN9LJE

⋅ (𝐻𝐽 − 𝐻𝐸F)

𝐺𝐻?@6 = Gasto por Horas Efectivas Personal de Carga (€)


𝐻𝐸F = Horas efectivas de trabajador por día (h)

𝐻𝐽 = Horas de un trabajador en una jornada (h)

f) 𝐶𝑇 = 𝐺𝐻?@6 + 𝐺𝐻J@6 +6LM⋅889

89

𝐶𝑇 = Costo por Tonelada (€/t)

𝐺𝐻?@6 = Gasto por Horas Efectivas Personal de Carga(€)

𝐺𝐻J@6 = Gasto Horas Efectivas Personal de Carga(€)

𝐶𝐻J𝐶 = Costo Horario del Equipo de Carga(€/h)



4.6. Explicación

Mediante las fórmulas a) y b) se calcula el tiempo de trabajo en la cámara. Con c) se calcula el número

de trabajadores en la operación.

Las expresiones d) y e) sirven para calcular el gasto de personal durante las operaciones, haciendo una

diferencia entre horas muertas, no producen, y horas efectivas, durante las cuales producen.

Por último, se usa la expresión f) para realizar la estimación de los costes de producción, relacionado a

perforación.

49

5. Comparación de escenarios

En la próxima tabla se muestran los valores referentes a los 4 casos para tener una visión del conjunto y

poder evaluar de esta manera los casos comparándolos entre sí.

Convencional 1 Equipo Auto. 2 Equipos Auto. 3 Equipos Auto. Tiempo de trabajo por equipo de perforación en cámara horas

771,60 771,60 771,60 771,60

Tiempo de trabajo por equipo de carga en cámara horas

174,53 174,53 174,53 174,53

Tiempo total real empleado por equipo en 1 cámara horas

2.649,59 1.893,68 1.893,68 1.893,68

Gastos personal perforación € 43.209,88 29.799,91 14.899,96 9.933,30 Gastos personal carga € 10.052,91 6.740,46 3.370,23 2.246,82 Perforación €/t 0,55 0,55 0,47 0,44 Carga €/t 0,09 0,09 0,08 0,07 Costes totales €/t 1,04 1,04 0,94 0,91 Ingreso de una tonelada €/t 1,79 1,79 1,79 1,79 Beneficio por tonelada €/t 0,75 0,75 0,84 0,87 Cámaras al año 3,31 4,63 9,26 13,89 Beneficio por cámara € 146.460,77 146.474,27 164.744,45 170.834,52 Beneficio anual 484.557,03 678.040,52 1.525.229,20 2.372.417,88

Tabla 12: Comparación de escenarios

Cuando se observa el tiempo necesario para realizar la tarea, este disminuye solo al automatizar los

equipos ya que en este momento se produce una mejora en la utilización del equipo para la realización

de la tarea. Interviene principalmente el grado de utilización de los equipos ya que al estar automatizados

poden operar en condiciones, las cuales un humano no puede resistir, de esta manera se logra una mejora

en el grado de utilización alrededor del 30%.

Se observa que los gastos del personal de operación disminuyen al automatizar y al aumentar el número

de equipos automatizados. La primera disminución se produce debido a la implementación de automa-

tización y con ello disminución del tiempo de traslado del personal hasta el frente. Las siguientes dismi-

nuciones ocurren debido a que los equipos automatizados pueden ser controlados por un mismo operador

simultáneamente.

Gracias a la inversión en equipos automatizados, los costes de producción disminuyen y aumentando de

esta manera los beneficios de la operación.

Se muestran las cámaras que se explotan al año, las cuales aumentan al aumentar implementar la auto-

matización y al aumentar el número de equipos. El primer aumento es debido al grado de utilización.

Los aumentos siguientes son debidos a que al disponer de dos o de tres equipos, estos trabajan simultá-

neamente en diferentes cámaras.

50


a) 𝑇𝑇6V =88B⋅2W⋅KX

+ 0,01 𝑇𝑇6@

𝑇𝑇6V = Tiempo Real de Trabajo por Cámara(h)



D = Disponibilidad (%)

GU = Grado de Utilización (%)

𝑇𝑇6@ = Tiempo de Trabajo de Perforación (h)

b) 𝐶𝑇 = 𝐶𝐹 + 𝐶𝐶 + 𝐶𝑃

𝐶𝑇 = Coste total por tonelada (€/t)

𝐶𝐹 = Costes Fijos (€/t)

𝐶𝐶 = Coste Carga(€/t)

𝐶𝑃 = Coste Perforación (€/t)

c) 𝐺𝑃𝑃 = 𝐺𝐻J@@ + 𝐺𝐻?@@

𝐺𝑃𝑃 = Gastos de Personal de Perforación (€)

𝐺𝐻?@@ = Gasto por Horas Efectivas Personal de Perforación(€)

𝐺𝐻J@@ = Gasto Horas Efectivas Personal de Perforación(€)

d) 𝐺𝑃𝐶 = 𝐺𝐻J@6 + 𝐺𝐻?@6

𝐺𝑃𝐶 = Gastos de Personal de Carga (€)

𝐺𝐻?@6 = Gasto por Horas Efectivas Personal de Carga (€)


e) 𝐼𝑇 = 𝐿< ⋅ 𝑃𝐶 ⋅ 𝑟< ⋅ 𝑟F ⋅ 0,001

𝐼𝑇 = Ingreso por tonelada (€/t)

𝐿< = Ley Mineral (g/t)

𝑃𝐶 = Precio del Concentrado (€/Kg)

𝑟< = Recuperación Mineral (%)

𝑟F = Recuperación en Planta (%)

51

f) 𝐵𝑇 = 𝐼𝑇 − 𝐶𝑇

𝐵𝑇 = Beneficio por tonelada (€/t)


𝐶𝑇 = Coste total por tonelada (€/t)

g) 𝐵𝐶 = 𝐵𝑇 ⋅ 𝑇6

𝐵𝐶 = Beneficio de una cámara (€)

𝐵𝑇 = Beneficio por tonelada (€)

𝑇6 = Toneladas por Cámara (€)

h) 𝐶𝐴 = +^_,`_⋅`a889b

𝐶𝐴 =Cámaras por Año

𝑇𝑇6V =Tiempo Real de Trabajo por cámara (h/cámara)

5.2. Explicación

Mediante a) se calcula el tiempo real de explotación de cámara, es decir, se tiene en cuenta la disponi-

bilidad y el grado de utilización del equipo, a fin de poder calcular la vida de la mina de una manera más

aproximada. Se estima que las labores de voladura involucran un 1% del tiempo de perforación.

En la tabla también se muestran los gastos asociados al personal en la labor de carga y perforación, que

influencian considerablemente en el costo por tonelada. Se ha calculado mediante las fórmulas c) y d)

respectivamente.

Se muestran así mismo los costos por tonelada de carga, perforación. Mediante el uso de la fórmula b)

se calcula el costo total por tonelada.

Con e) se estima el ingreso por tonelada, es decir, el dinero que se recibe por la venta de dicho mineral.

El cuál es el mismo para todos los casos.

Tras conocer el ingreso por tonelada y el coste por tonelada, usando f) se obtiene el valor del beneficio

del ejercicio.

Conociendo el beneficio de una tonelada, se usa g) para conocer el beneficio que deja una cámara tras

ser explotada. Mediante el uso de la fórmula h) se conoce la cantidad de cámaras que se extraen al año.

53

6. Amortización de los Equipos

Primero se define la vida de los equipos y las inversiones en los mismos que se han de realizar durante

la vida del equipo.

Precio Adquisi-ción (€)

Valor Re-sidual (€)

Vida Útil (Años)

Costo Overall (€)

Valor Resi-dual Ove-rAll (€)

Vida Útil Overall Años

Número total de OverAll

Carga Convencional 1.000.000,00 0 5 300.000,00 0 2 2

Perforación Convencional 1.100.000,00 0 5 330.000,00 0 2 2

Carga Automatizada 1.300.000,00 0 5 390.000,00 0 2 2

Perforación Automatizada 1.500.000,00 0 5 450.000,00 0 2 2

Tabla 13: Características de la amortización de los equipos

Convencional 1 Equipo Auto-matizado

2 Equipos Automa-tizados

3 Equipos Auto-matizados

Coste Instalaciones € 0,00 800.000,00 800.000,00 800.000,00

Tabla 14: Inversiones en las instalaciones

A continuación, se recopilan las amortizaciones de los equipos de perforación y carga tanto convencional

como automatizados.

Tabla 15: Amortización de los equipos

En la tabla se encuentran los valores de amortización clasificados en función de si el equipo está auto-

matizado o no.

Año Carga Con-vencional

Perforación Convencional

Carga Automati-zada

Perforación Automati-zada

Amortiza-ción

Valor conta-ble

Amortización Valor contable Amortización Valor contable Amortización Valor contable

0 1.000.000 1.100.000 1.300.000 1.500.000

1 200.000,00 800.000 220.000,00 880.000 260.000,00 1.040.000 300.000,00 1.200.000 2 200.000,00 600.000 220.000,00 660.000 260.000,00 780.000 300.000,00 900.000 3 200.000,00 400.000 220.000,00 440.000 260.000,00 520.000 300.000,00 600.000 4 200.000,00 200.000 220.000,00 220.000 260.000,00 260.000 300.000,00 300.000 5 200.000,00 0 220.000,00 0 260.000,00 0 300.000,00 0 5 300.000,00 330.000,00 390.000 450.000

6 150.000 150.000 165.000 165.000 195.000,00 195.000 225.000,00 225.000 7 150.000 0 165.000 0 195.000,00 0 225.000,00 0 7 300.000,00 330.000,00 390.000 450.000

8 150.000 150.000 165.000 165.000 195.000,00 195.000 225.000,00 225.000 9 150.000 0 165.000 0 195.000,00 0 225.000,00 0

54

6.1 Formulas empleadas

a) 𝑉𝐶 = 𝑃 − 𝑇𝑅

VC = Valor contable (€)

P = Precio de adquisición (€)

TR = Tasa de Reducción (€/año)

b)𝑇𝑅 = @cCV/

TR = Tasa de Reducción (€/año)

P = Precio de adquisición (€)

A = Vida útil (años)

6.2 Explicación

La fórmula a) permite calcular la diferencia entre el precio de adquisición y el precio al final de su vida

útil. Ello se utiliza para calcular la tasa de descuento, mediante b). Se realiza un descuento lineal, es

decir se divide equitativamente el precio de la inversión en los años de vida útil.

Las formulas anteriormente expuestas son usadas idénticamente para el periodo en el que al equipo se

le hace un “overall”, lo que permite que su vida útil se alargue a cambio de realizar la inversión necesaria.

55

7. Inversión, ingresos y beneficio

Primero se determina el tiempo de explotación mediante la fórmula:

𝑇𝐸 =𝑁𝐶𝐶𝐴

Siendo

TE = Tiempo de explotación (años)

NC = Número total de cámaras

CA = Cámaras anuales

Dando como resultado la próxima tabla.

Tiempo de Explotación Inicial (años) 1 Equi.Conv. 45 1 Equi.Aut. 32 2 Equi.Aut. 16 3 Equi.Aut. 11

Tabla 16: Años de Explotación Inicial

Los años son corregidos, al estar condicionados por la vida útil de los equipos, 5 años en el primer

periodo de funcionamiento y 2 años en los dos próximos periodos, haciendo un total de 9 años de vida

útil como máximo.

Tiempo de Explotación Real (años) 1 Equi.Conv. 44 1 Equi.Aut. 31 2 Equi.Aut. 15 3 Equi.Aut. 8

Tabla 17: Años de Explotación Corregidos

Una vez definido el tiempo de explotación se determina el valor de las inversiones condicionado por la

vida útil de los equipos mineros. Se ha adaptado la vida de la mina a la vida de los equipos.

56

A continuación, se muestran los gastos en inversión de equipos a lo largo de la vida de la mina.

Años Convencional 1 Equipo Auto. 2 Equipos Auto. 3 Equipos Auto.

0 2.100.000,00 3.600.000,00 6.400.000,00 12.000.000,00 5 630.000,00 840.000,00 1.680.000,00 5.040.000,00 7 630.000,00 840.000,00 1.680.000,00 5.040.000,00 9 2.100.000,00 2.800.000,00 5.600.000,00

14 630.000,00 840.000,00 1.680.000,00 16 630.000,00 840.000,00 18 2.100.000,00 2.800.000,00 23 630.000,00 840.000,00 25 630.000,00 840.000,00 27 2.100.000,00 2.800.000,00 32 630.000,00 34 630.000,00 36 2.100.000,00 42 630.000,00 43 630.000,00

Total 16.800.000,00 17.040.000,00 17.040.000,00 22.080.000,00

Tabla 18: Inversiones en Maquinaria en el tiempo

Anteriormente se ha calculado el beneficio por tonelada, lo que permite conocer el beneficio anual.

Dichos valores se recopilan en la próxima tabla distribuida en el tiempo de vida de mina.

Años Convencional 1 Equipo Auto. 2 Equipos Auto. 3 Equipos Auto. 0 484.557,03 678.040,52 1.525.229,20 2.372.417,88

… 484.557,03 678.040,52 1.525.229,20 2.372.417,88 8 484.557,03 678.040,52 1.525.229,20 2.372.417,88

… 484.557,03 678.040,52 1.525.229,20 15 484.557,03 678.040,52 1.525.229,20 … 484.557,03 678.040,52 31 484.557,03 678.040,52 … 484.557,03 44 484.557,03 45 21.805.066,55 21.697.296,72 24.403.667,26 21.351.760,96

Tabla 19: Beneficios de la Operación Minera

57

Conocidos los gastos de las inversiones y los beneficios de la operación, se puede calcular los flujos de

dinero que se van a producir durante los años de operación. A continuación, se muestran los flujos esti-

mados.

Años Convencional 1 Equipo Auto. 2 Equipos Auto. 3 Equipos Auto.

0 -1615442,965 -2921959,477 -4874770,796 -9627582,115

1;2;3;4 484.557,03 678.040,52 1.525.229,20 2.372.417,88

5;7 -145.442,97 -161.959,48 -154.770,80 -2.667.582,12

6;8 484.557,03 678.040,52 1.525.229,20 2.372.417,88

9 -1.615.442,97 -2.121.959,48 -4.074.770,80

10;11;12;13 484.557,03 678.040,52 1.525.229,20

14 -145.442,97 -161.959,48 -154.770,80

15 484.557,03 678.040,52 1.525.229,20

16 -145.442,97 -161.959,48

17 484.557,03 678.040,52

18 -1.615.442,97 -2.121.959,48

19;20;21;22 484.557,03 678.040,52

23;25 -145.442,97 -161.959,48

24;26 484.557,03 678.040,52

27 -1.615.442,97 -2.121.959,48

28;29;30;31 484.557,03 678.040,52

32;34 -145.442,97

33;35 484.557,03

36 -1.615.442,97

37;38;39;40 484.557,03

41;43 -145.442,97

42;45 484.557,03

Total 5.005.066,55 4.657.296,72 7.363.667,26 -728.239,04

Tabla 20: Flujo de Dinero Estimado

Habiendo sido calculado mediante:

FD = B - I

FD = Flujo de Dinero (€)

B = Beneficios (€)

I = Inversión (€)

Ahora gracias a que ya disponemos de los flujos y de los valores de las inversiones se puede realizar el

cálculo de VAN, TIR y Payback para poder realizar un análisis económico de los diferentes casos.

59

8. Payback

Se define al Paybak como el tiempo que se necesita para recupera la inversión. Se realiza igualando la

inversión a los beneficios anuales multiplicado por un tiempo (t) en años.

𝐼 = 𝐵𝐴 ⋅ 𝑡

I = Inversión (€)

BA = Beneficio anual (€)

t = tiempo hasta recuperar (años)

Se calcula resolviendo t de la ecuación anterior.

Se recopilan los valores para los diferentes casos a continuación.

Años en recuperar la Inversión

Tiempo de Explotación Real

% del tiempo en recu-perar inversión

Convencional 35 44 79 1 Automatizado 25 31 81 2 Automatizados 11 15 74 3 Automatizados 9 8 116

Tabla 21: Payback

El valor del tiempo ha sido calculado mediante:

% t = A8

% t = porcentaje de tiempo en recuperar la inversión (%)

t = tiempo de años en recuperar la inversión (años)

T = Tiempo real de vida de mina (años)

En este parámetro analizado, se determina que el tercer caso, el de dos equipos automatizados, es el que

permite recuperar la inversión lo antes posible en %.

61

9. VAN y TIR

Ahora gracias a que se conoce el flujo de dinero en los diferentes casos, es posible calcular el VAN

(Valor Actual Neto) y TIR (Tasa Interna de Retorno). A continuación, se recopilan los valores para cada

caso.

Tabla 22: VAN y TIR

Mediante lo anteriormente nombrado se calcula el VAN en cada uno de los casos, con un i=0,10. Se

observa que al implementar automatización en los equipos el VAN empeora en comparación al caso de

minería convencional. En el caso de 2 equipos automatizados, se mejora considerablemente este valor.

En el caso de 3 equipos automatizados, según esta estimación, ya no sería rentable, ya que el VAN es

negativo. Esto es debido a que no se dispone del suficiente mineral para realizar la amortización de la

inversión.


a) 𝐶𝑜𝑠𝑡. 𝐴 = 𝐶𝑇 ⋅ 𝑇6 ⋅ 𝐶𝐴

𝐶𝑜𝑠𝑡. 𝐴 =Coste Anual (€)

𝐶𝑇 =Coste total por tonelada (€/t)



b) 𝐼𝐴 = 𝐼8 ⋅ 𝑇6 ⋅ 𝑟< ⋅ 𝐶𝐴

𝐼𝐴 =Ingresos Anuales (€)



𝑟< = Recuperación Mineral


Convencional 1 Equipo Auto-matizado



I 0,10

Coste Total Anual 673.048,97 941.648,01 1.714.147,86 2.486.647,71 Ingresos Totales anuales 1.157.606,00 1.619.688,53 3.239.377,06 4.859.065,60 Beneficio anual del proceso 484.557,03 678.040,52 1.525.229,20 2.372.417,88 VAN 397.261,72 65.971,22 1.821.497,42 -2.442.425,61 TIR 0,15 0,10 0,19 -0,03

62

c) 𝐵𝐴𝑃 = 𝐼𝐴 − 𝐶𝑜𝑠𝑡. 𝐴

𝐵𝐴𝑃 =Beneficio Anual del Proceso (€)

𝐼𝐴 =Ingresos Anuales (€)

𝐶𝑜𝑠𝑡. 𝐴 =Coste Anual (€)

d) 𝑉𝐴𝑁 = −∑Inversiones + ∑ghi

j Beneficio Añok(ilm)k

𝑉𝐴𝑁 =Valor Actual Neto (€)

𝑖 =Intereses de retorno de la inversión (%)

e) 0 = −∑Inversiones + ∑ghi

j Beneficio Añok(ilm)k

Siendo VAN=0; i= TIR

9.2. Explicación

En el apartado anterior se calculó el tonelaje anual de Mina Magdalena, en otras palabras, el número de

cámaras aproximado que se extraen al año. Esto permite estimar unos ingresos anuales mediante la fór-

mula b).

Con a) se calculan los costes anuales.

Conocidos los ingresos y los costes se calculan los beneficios anuales, c).

El beneficio anual y las inversiones que se realizan en los equipos es usado para el cálculo del valor

actual neto (VAN) y la tasa interna de retorno (TIR), a fin de poder evaluar económicamente la inversión.

Esto se hace mediante las fórmulas d) y e) respectivamente.

63

10. Conclusión

En los cálculos realizados se observa que, al realizar la inversión de automatizar 1 equipo, tanto de carga

como de perforación, no se consigue mejorar el costo por tonelada.

Imagen 26: Costes, ingresos y beneficio de la operación minera

En la imagen se muestran los costes, ingresos y beneficios de cada uno de los casos planteados. Como

principales elementos que actúan en la disminución de los costes por tonelada, lo que provoca el aumento

del beneficio, encontramos tales como:

- Mejora del grado de utilización y con ello la velocidad de extracción.

- Menores tiempos muertos de los trabajadores, es decir, en el sistema convencional el operario puede

necesitar hasta 4 horas de ida y vuelta hasta el lugar donde realizar sus labores, en cambio al realizar

la automatización el operario puede tardar escasos minutos en ubicarse en la sala de control, situada

en superficie.

- Al disponer de varios equipos automatizados la posibilidad de que un operador maneje varios equipos

a la vez.

0,000,450,901,351,802,25

Conv. 1Auto 2Auto 3Auto

€/t

Beneficioportonelada€/tCostestotales€/t

0,000,450,901,351,802,25

Conv. 1Auto. 2Auto. 3Auto.

€/t

Ingresodeunatonelada€/t

64

Otra de las variables que se ha estudiado para cuantificar la influencia de la automatización es el flujo

de caja a lo largo de la vida de los distintos escenarios, contando para ello con los ingresos y con los

gastos.

Imagen 27: Flujo de caja esperado para los años de producción estimado

En la imagen se observa el flujo de dinero esperado para la vida útil de la mina. Se observa que a medida

que la automatización se implementa y a medida que se aumenta el número de equipos automatizados,

los beneficios aumentan mientras que la vida de la mina disminuye.

Si a lo anterior le añadimos el resultado tras el ejercicio, se puede determinar cuál de los 4 casos sería el

más favorable según esta variable. Según se observa en la imagen el caso de 2 equipos automatizados

es el más prometedor.

(13.125.000,00)

(8.750.000,00)

(4.375.000,00)

-

4.375.000,00

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44

Convencional 1 Equipo Auto. 2 Equipos Auto. 3 Equipos Auto.

65

En la próxima imagen se puede observar el beneficio total que se obtiene tras la operación.

Imagen 28: Beneficios totales tras la operación

Al analizar el flujo total del capital, se observa que el que da mejores beneficios es el caso de 2 equipos

automatizados trabajando en paralelo. Esto es debido a que la inversión mejora muy considerablemente

los beneficios anuales.

En el caso de 3 equipos automatizados la inversión es demasiado grande para el tamaño de yacimiento

en este caso, por ello se obtienen pérdidas.

En el caso de convencional a automatizado los beneficios no varían significativamente, incluso dismi-

nuyendo los beneficios en el caso de automatizado. Esto ocurre debido a que la inversión es mayor que

en el caso de convencional, y dicha inversión no mejora los beneficios anuales, en este caso se gana en

seguridad y confort para el trabajador.

-2.500.000,00

0,00

2.500.000,00

5.000.000,00

7.500.000,00

10.000.000,00

€Con. 1Auto. 2Auto. 3Auto.

66

En la próxima gráfica se observa el tiempo de vida de la mina. En la parte de la izquierda tenemos el

tiempo inicial estimado de vida de mina. En la parte del centro tenemos el tiempo de vida real, corre-

gido por la vida útil de los equipos. Y por último en la parte de la derecha tenemos los años que se

tarda en recuperar la inversión inicial.

Imagen 29: Tiempo de vida de Mina

Ahora si transformamos los años en recuperar la inversión, en el porcentaje respecto al tiempo total de

vida de la mina corregido se obtiene la próxima gráfica.

Imagen 30: Porcentaje de tiempo en recuperar la inversión

En esta gráfica se observa que el caso en el que se consigue recuperar la inversión antes es el caso de 2

equipos automatizados trabajando en paralelo.

0,00

12,50

25,00

37,50

50,00

TiempodeExplotaciónInicial TiempodeExplotaciónReal AñosenrecuperarlaInversión

Años

Convencional 1Automatizado2Automatizados 3Automatizados

78,8 81,1 74,5

116,3

0306090120150

%deltiempoenrecuperarinversión

%deTiem

po

Convencional 1Automatizado2Automatizados 3Automatizados

67

Gracias a los flujos de caja estimados, es posible calcular el VAN (Valor Actual Neto) y el TIR (Tasa

Interna de Retorno). Los cuales se representan en las próximas imágenes.

Imagen 31: Valor Actual Neto

En la imagen se observa que el caso con el que se obtiene un mayor VAN es el tercero, lo que significa

que es el caso en el que se conseguirá una mayor ganancia tras el ejercicio.

Imagen 32: Tasa Interna de Retorno

La TIR (Tasa Interna de Retorno), determina la rentabilidad de la inversión que supone el proyecto. De

los cuatro casos estudiados, se observa que el caso de 2 equipos automatizados es el que produce una

mejor amortización de la inversión, ya que se espera que la tasa interna de retorno sea de 0,19, es decir

de un 19% de la inversión.

Tras realizar el análisis de los parámetros de Payback, VAN y TIR se llega a la conclusión de que la

mejor inversión a realizar es el caso 3, 2 equipos automatizados de perforación y 2 equipos automatiza-

dos de carga. Presentando valores de VAN de 1.821.497,42 €, de Payback de 11,17 años de un total de

15 años de vida de mina, 74% del tiempo, y de 19% TIR.

397.262 65.971

1.821.497

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Bibliografía

• Introducción al Estudio de los Recursos Minerales, Ricardo Castroviejo Bolibar, Gráficas Monte-

rreina S.A., abril 2008

• https://www.matsamining.com/centros-operativos/mina-magdalena/

• http://www.huelvainformacion.es/provincia/Junta-linea-Matsa-duplicar-produc-

cion_0_909509545.html

• (http://www.radiovalverde.com/2014/09/matsa-inaugura-su-proyecto-mina.html)

• http://agendaempresa.com/53692/matsa-abre-una-nueva-mina-en-huelva/

• (http://huelvabuenasnoticias.com/2015/11/24/juan-manuel-pons-mina-magdalena-de-matsa-es-el-

mayor-descubrimiento-minero-en-la-faja-piritica-desde-1977/)

• https://es.scribd.com/presentation/150061002/TEMA-16-EXPLOTACION-SUBTERRANEA

• https://es.slideshare.net/miguelitohmaznah3/mineria-subterranea-y-superficial

• https://www.matsamining.com/media/3762/matsa-2017-dossier-de-prensa.pdf

• Proyecto Mina Magdalena (https://www.youtube.com/watch?v=grh3xAzaR6M).

• https://www.prevencionintegral.com/actualidad/noticias/2017/07/25/minas-aguas-tenidas-matsa-

acumula-136-accidentes-laborales-en-ultimos-17-meses

• (http://www.interempresas.net/Mineria/Articulos/160847-Control-tele-remoto-de-palas-LHD-en-

Mina-Magdalena-(Almonaster-Huelva).html)

• http://www.interempresas.net/Mineria/Articulos/169141-Implantacion-puesta-marcha-sistema-

Teleremote-equipos-perforacion-Mina-Magdalena.html

• https://es.slideshare.net/miguelitohmaznah3/mineria-subterranea-y-superficial

• Servicio de atención al cliente EpiRoc

escuela tÉcnica superior de ingenieros de minas y...

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